专题04 透镜及其应用-【好题汇编】5年(2020-2024)中考1年模拟物理分类汇编(福建专用)
2024-08-05
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内容正文:
专题04 透镜及其应用
1.(2024·福建)我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、等大的实像
C. 倒立、放大的实像 D. 正立、放大的虚像
2.(2020·福建)小明只能看清近处的物体,而看不清远处的物体,来自远处某点的光会聚在他的视网膜前。那么( )
A. 他可能患上近视眼,需用凸透镜矫正
B. 他可能患上近视眼,需用凹透镜矫正
C. 他可能患上远视眼,需用凸透镜矫正
D. 他可能患上远视眼,需用凹透镜矫正
3.(2020·福建)如图,点光源S位于凸透镜一侧。在图中画出S发出的两条光线通过凸透镜后的折射光线。
4.(2024·福建)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
5.(2022·福建)尊老爱幼是中华民族的传统美德。为了方便老年人剪指甲,在指甲剪的上方加装了一个小凸透镜,如图。请用物理知识说明:
(1)指甲剪上加装凸透镜的作用;
(2)磨指甲的金属磨甲片表面粗糙条纹的作用。
6.(2023·福建)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距为________cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上,调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在________。
(3)调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,则烛焰在光屏上成倒立、________的像。根据这一成像特点,可制成__________。
(4)若要使光屏上的像变小,应使蜡烛与凸透镜的距离变_________,再调节光屏位置。
7.(2021·福建)在“探究凸透镜成像规律实验”中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______;
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动透镜到______cm 刻度处,光屏上可再次成清晰______、倒立的实像;
(3)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______;(填序号)
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
8.(2024·漳州中考模拟二)光刻机是制造芯片的核心装备,简化原理如图7,利用紫外线将设计好的集成电路图透过凸透镜照射在涂有光刻胶的硅片上,刻出缩小的电子线路。下列说法正确的是( )
A. 电路图在硅片上成正立缩小的实像
B. 电路图位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间
C. 要想刻出更小的电子线路,需将电路图和硅片向上移动
D. 电路图到凸透镜的距离小于电子线路到凸透镜的距离
9.(2024·南安市中考模拟)如图是某校门禁的刷脸机,师生通过“刷脸”进出校园。下列说法正确的是( )
A. “刷脸机”的摄像头是凹透镜
B. 人在“摄像头”里所成的像是虚像
C. “刷脸”同学要位于摄像头二倍焦距以外
D. 要使屏幕上自己的像变小,需靠近“刷脸机”的摄像头
10.(2024·龙岩市连城县一模)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A. 该凸透镜的焦距f=20cm
B. 当物距u=15cm时,成正立、放大的虚像,放大镜利用了这条规律
C. 当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D. 若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变大
11.(2024·长汀县一模)如图所示,关于近视眼和远视眼,下列说法正确的是( )
A. 甲为远视眼,应配戴凹透镜矫正
B. 甲为近视眼,应配戴凸透镜矫正
C. 乙为远视眼,应配戴凸透镜矫正
D. 乙为近视眼,应配戴凹透镜矫正
12.(2024·厦门市集美区三模)保护视力、科学用眼已成社会共识。下列有关近视眼的病理和矫正的说法正确的是( )
A. 看远处的物体时,成像在视网膜的后方
B. 像离视网膜越近,配戴眼镜的度数越高
C. 物体在视网膜上成倒立缩小虚像
D. 配戴合适度数的凹透镜进行矫正
13.(2024·厦门市外国语学校校内模拟)蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时光屏上恰能看到清晰的像;若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动15cm时,仍要在光屏得到清晰的像,光屏向左移动的距离应( )
A. 小于10cm B. 等于10cm
C. 介于10cm到15cm之间 D. 大于15cm
14.(2024·泉州一中中考模拟)如图所示为小明送给爷爷一款带有透镜的指甲刀,方便爷爷剪指甲。关于此款指甲刀的说法正确的是( )
A. 剪指甲时,所成的像是实像
B. 剪指甲时,指甲到透镜的距离小于一倍焦距
C. 剪指甲时,通过透镜可看到指甲倒立的像
D. 剪指甲时,指甲到透镜的距离在一倍焦距到两倍焦距之间
15. (2024·福建名校联盟二模)在探究凸透镜成像规律的实验中,当光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 光屏上的像是倒立、放大的实像
B. 随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像也会向下移动
C. 透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像
D. 蜡烛和光屏不动,移动凸透镜到适当位置,光屏上可得到清晰放大的像
16.(2024·福建名校联盟二模)如图所示,小华拿出手机对着关闭的屏幕,看到了自己的______(选填:“虚”或“实”)像。开启手机利用相机功能进行拍照时,通过镜头成________(选填“正立”或“倒立”)缩小的实像。由于不合理使用手机,小华患上了近视眼,图______(选填:“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图。
17.(2024·厦门市同安区中考模拟)如图所示,凸透镜倾斜放置,请画出两条入射光线的折射光线。
18.(2024·莆田市一模)如图,画出入射光线经过凹透镜后的折射光线。
19.(2024·福州外国语学校适应性练习)如图所示,Sʹ是光源S在平面镜中的像。光线是光源S发出的光线经平面镜反射后,平行于凸透镜主光轴射向凸透镜的光线。请画出:
(1)光源S的位置;
(2)反射光线a对应的入射光线;
(3)光线a经凸透镜折射后的折射光线。
20.(2024·福州立志中学一模)物理兴趣小组的同学们做了“探究凸透镜成像规律”的实验,如图所示,请回答以下问题:
(1)为了确定凸透镜的焦距,小明同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,焦距为__________;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示的位置放置时,光屏上得到清晰的像,则:
①生活中__________(选填“照相机”或“投影仪”)就是应用了这个成像规律;
②若保持蜡烛和光屏的位置不动,只需将凸透镜移动到__________的刻度处,又可在光屏上成清䀿的像,此时成像的特点是___________;
(3)保持三个元件位置不动,仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个__________(选填“凸”或“凹”)透镜。
21.(2024·福州屏东中学适应性练习)学习小组探究凸透镜成像的规律时,进行了如下操作:
(1)向水透镜内注入适量的水,调节蜡烛、光屏的位置,如图所示,发现光屏上得到一个清晰倒立的、________的实像,此时物距为________cm;
(2)实验过程中蜡烛由于燃烧而变短,为了使烛焰的像再次成在光屏的中心,可以向下移动________(选填“光屏”或“凸透镜”),将透镜的上半部分用手挡住,则光屏上的像会________;
(3)实验过程中,保持蜡烛位置不动,向水透镜内继续注水,将光屏向________(选填“靠近”或“远离”)水透镜的方向移动,又可以得到蜡烛清晰的像,这一过程模拟________(选填“近视眼”或“远视眼”)的形成。
22.(2024·龙岩市九年级适应性练习)小龙用图丙装置来探究凸透镜成像的规律。
(1)现有A、B两透镜,把它们分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲所示光斑,应该选择___________(选填“A”或“B”)透镜来进行实验;
(2)实验前,应调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在___________;
(3)如图乙所示,让一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现最小、最亮的光斑,由此可知该凸透镜的焦距为___________cm;
(4)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图丙所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成像的特点与___________(选填“照相机”、“放大或“投影仪”)相同。若保持凸透镜位置不变,将图丙中蜡烛和光屏的位置互换,根据___________可知,光屏上可以再次成清晰的像;
(5)在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片可用于矫正___________(选填“近视眼”或“远视眼”);
(6)若将本实验的透镜换成更“凸”的透镜,且蜡烛、透镜、光屏的位置不变,则所成清晰的像将出现在丙图的光屏___________(选填“左”或“右”)侧。
23.(2024·厦门市同安区中考模拟)一份调查报告显示,我国儿童青少年总体近视率为52.7%。为了探究“近视眼的形成原因和矫正方法”,小明选择了如下器材:蜡烛(模拟所视物)、水透镜(模拟人眼晶状体,并与注射器相连)、光屏(模拟人眼视网膜)、光具座等。
(1)将蜡烛、水透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整烛焰、水透镜及光屏的中心,使其大致在 _________上,为实验探究做好准备。
(2)如图甲所示,将点燃的蜡烛置于水透镜前某一位置时,在光屏上得到了烛焰清晰的像,此时的物距为_________cm,像的性质为倒立、_______的实像。
(3)向水透镜内继续注水,使透镜更凸后,发现光屏上已无烛焰清晰的像。如图乙所示,小明在水透镜前放置一个_____透镜,发现光屏上再次得到烛焰清晰的像。若撤去放置的透镜,应将光屏 _______(选填“靠近”或“远离”)水透镜,才能得到清晰的像。
24.(2024·厦门市外国语学校中考模拟)小红同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=________cm;
(2)当元件摆放位置如图乙所示,在光屏上呈现清晰的蜡烛的倒立、________的实像;________成像原理与此相似(填一光学仪器)。保持蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向________(选填“左”或“右”)移动适当距离,光屏上可再次成清晰的像;
(3)小红发现使用单反照相机常要配有几个焦距不同的镜头,有“长焦镜头”、“短焦镜头”。她选择了焦距分别为14cm、16cm的两个透镜,进一步探究不同焦距的凸透镜成像特点。小红把不同焦距的凸透镜成实像时测量得到的物距和像距记录在表格中。分析表格中的数据,回答以下问题:
凸透镜
焦距f=14cm
焦距f=16cm
实验序号
1
2
3
4
5
6
物距u/cm
30
40
60
30
40
60
像距v/cm
26
22
18
34
27
22
①在物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像的像距越________;在凸透镜焦距一定时,物距越________,所成实像的像距越小;(选填“大”或“小”)
②用照相机拍摄远方某处景物时,若要把景物拍得大一点,可以将标准镜头更换为________(选填“长焦”或“短焦”)镜头。
25.(2024·龙岩市长汀县一模)小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方,平行地做上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应白纸被烤焦的时间t,绘出图像,如图乙,则可判断该透镜的焦距f为___________cm;
(2)调整器材高度时,应___________(选填“点燃”“不点燃”)蜡烛;
(3)小金在实验过程中不断移动烛焰位置,现察到如上图①至⑥的六种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜离高由远到近所得到的6个像进行排序,正确顺序为②①③___________;
(4)小超想利用LED发光字母来探究凸透镜成像上下左右位置关系,如HFBZ中4个字得适合做LED光源的有___________个;
(5)小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验,根据记录的实验数据得到了如下图的图像,图像为凸透镜成像的像v的倒数和物距u的倒数的对应关系,根据图像信息可知该小组所用凸透镜的焦距为___________cm。
26.(2024·厦门中考模拟)如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。实验前,应先调节烛焰、光屏的中心位于水透镜的主光轴上。
(1)当该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像(像未画)。则该水透镜此时的焦距为__________cm;
(2)现保持光屏和透镜的位置不变,从水透镜里抽出一些水,则需将蜡烛向__________(选填“左”或“右”)移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,则此时的像是__________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的;
(3)在第(1)次成像的基础上,保持蜡烛和光屏的位置不动,向左或向右移动凸透镜__________(选填“能”或“不能”)在光屏上再次呈现蜡烛清晰的像。
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专题04 透镜及其应用
1.(2024·福建)我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、等大的实像
C. 倒立、放大的实像 D. 正立、放大的虚像
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题意可知,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似,人眼成像原理与照相机相似,这说明光电搜索跟踪系统和照相机的原理相似,从空中拍摄地面物体时,物体位于二倍焦距以外,物体在光电传感器上形成的像是倒立、缩小的实像,故A符合题意;
B.倒立、等大的实像,可以用来测焦距,故B不符合题意;
C.倒立、放大的实像,是投影仪的原理,故C不符合题意;
D.正立、放大的虚像,是放大镜的原理,故D不符合题意。
故选A。
2.(2020·福建)小明只能看清近处的物体,而看不清远处的物体,来自远处某点的光会聚在他的视网膜前。那么( )
A. 他可能患上近视眼,需用凸透镜矫正 B. 他可能患上近视眼,需用凹透镜矫正
C. 他可能患上远视眼,需用凸透镜矫正 D. 他可能患上远视眼,需用凹透镜矫正
【答案】B
【解析】
【详解】小明只能看清近处的物体,而看不清远处的物体,来自远处某点的光会聚在他的视网膜前,说明小明的晶状体折光能力太强,因此他患上的是近视眼,近视眼需要用发散透镜进行矫正,即需用凹透镜矫正。
故选B。
3.(2020·福建)如图,点光源S位于凸透镜一侧。在图中画出S发出的两条光线通过凸透镜后的折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,如图所示:
4.(2024·福建)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
【答案】
【解析】
【详解】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出,过光心的光线传播方向不变,作图如下:
5.(2022·福建)尊老爱幼是中华民族的传统美德。为了方便老年人剪指甲,在指甲剪的上方加装了一个小凸透镜,如图。请用物理知识说明:
(1)指甲剪上加装凸透镜的作用;
(2)磨指甲的金属磨甲片表面粗糙条纹的作用。
【答案】见解析
【解析】
【详解】(1)凸透镜起到放大镜的作用。指甲到凸透镜距离小于一倍焦距,成正立放大的虚像。
(2)磨甲片表面刻有粗糙条纹,可以增大表面的粗糙程度,增大摩擦力,利于磨掉指甲边缘的棱角。
6.(2023·福建)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距为________cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上,调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在________。
(3)调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,则烛焰在光屏上成倒立、________的像。根据这一成像特点,可制成__________。
(4)若要使光屏上的像变小,应使蜡烛与凸透镜的距离变_________,再调节光屏位置。
【答案】 ①. 12.5(12.3~12.7均可) ②. 同一高度 ③. 缩小 ④. 照相机 ⑤. 大
【解析】
【详解】(1)[1]平行光线经凸透镜折射后变成会聚光线,说明凸透镜对光线有会聚作用;由图知,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,焦点到光心的距离为12.5cm-0.00cm=12.5cm,则凸透镜的焦距是12.5cm,因为最后一位小数是估读的,所以范围在12.3~12.7cm均可。
(2)[2]调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,是为了使像能够成在光屏中央。
(3)[3][4]将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置,物距大于像距,所以像的性质是倒立的缩小的实像,是照相机的成像特点。
(4)[5]物远像近像变小,所以要使光屏上像变小,应使蜡烛与凸透镜的距离变大,再调节光屏位置。
7.(2021·福建)在“探究凸透镜成像规律实验”中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______;
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动透镜到______cm 刻度处,光屏上可再次成清晰______、倒立的实像;
(3)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______;(填序号)
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
【答案】 ①. 同一高度 ②. 55 ③. 缩小 ④. ② ⑤. 发散 ⑥. 近
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]为了是蜡烛像呈现在光屏的中央,应该将点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度。
(2)[2]如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,
u1=v2=40.0cm-25.0cm=15.0cm
v1=u2=70.0cm-40.0cm=30.0cm
保持蜡烛和光屏的位置不变,移动透镜到刻度尺上的刻度为
70.0cm-15.0cm=55.0cm
[3]如图甲所示,光屏上呈现的是倒立、放大的实像,根据光路的可逆性,光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像。
(3)[4]实验一段时间后,蜡烛燃烧变短,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,要让像重新回到光屏中心,可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调,故①③不符合题意,②符合题意。
故选②。
(4)[5][6]实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像,说明此时像呈现在原来位置的前侧,与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜,光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。
8.(2024·漳州中考模拟二)光刻机是制造芯片的核心装备,简化原理如图7,利用紫外线将设计好的集成电路图透过凸透镜照射在涂有光刻胶的硅片上,刻出缩小的电子线路。下列说法正确的是( )
A. 电路图在硅片上成正立缩小的实像
B. 电路图位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间
C. 要想刻出更小的电子线路,需将电路图和硅片向上移动
D. 电路图到凸透镜的距离小于电子线路到凸透镜的距离
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,硅片相当于光屏,集成电路图透过凸透镜后,硅片上的像缩小,根据凸透镜成像规律可知,电路图在硅片上成倒立缩小的实像,故A错误;
B.电路图在硅片上成倒立缩小的实像,根据凸透镜成像规律可知,此时物距大于像距,物距大于2倍焦距,即电路图位于凸透镜2倍焦距之外,故B错误;
C.要想使硅片上的像变小,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,应增大物距,减小像距,因此应将电路图和硅片向上移动,故C正确;
D.根据凸透镜成像规律,成倒立缩小实像时,物距大于像距,因此电路图到凸透镜的距离大于电子线路到凸透镜的距离,故D错误。
故选C。
9.(2024·南安市中考模拟)如图是某校门禁的刷脸机,师生通过“刷脸”进出校园。下列说法正确的是( )
A. “刷脸机”的摄像头是凹透镜
B. 人在“摄像头”里所成的像是虚像
C. “刷脸”同学要位于摄像头二倍焦距以外
D. 要使屏幕上自己的像变小,需靠近“刷脸机”的摄像头
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.“刷脸机”摄像头的工作原理与照相机相同,“刷脸”时,人要在凸透镜的二倍焦距之外,成的是倒立、缩小的实像,故C正确,AB错误;
D.要使屏幕上自己的像变小,需要减小像距,增大物距,即要远离“刷脸”机镜头,故D错误。
故选C。
10.(2024·龙岩市连城县一模)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A. 该凸透镜的焦距f=20cm
B. 当物距u=15cm时,成正立、放大的虚像,放大镜利用了这条规律
C. 当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D. 若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据凸透镜成像特点,当物距等于二倍焦距时,像距等于物距,所以由图可知,u=v=2f=20cm,得f=10cm,故A不符合题意;
B.由于f=10cm,当物距u=15cm时,根据凸透镜成像特点,2f>u>f,成倒立、放大的实像,投影仪利用了这条规律,故B不符合题意;
C.由于f=10cm,当物距u=8cm时,根据凸透镜成像特点,u<f,成正立、放大的虚像,放大镜利用了这条规律,故C不符合题意;
D.由于f=10cm,根据凸透镜成像特点,物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中,物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,故D符合题意。
故选D。
11.(2024·长汀县一模)如图所示,关于近视眼和远视眼,下列说法正确的是( )
A. 甲为远视眼,应配戴凹透镜矫正
B. 甲为近视眼,应配戴凸透镜矫正
C. 乙为远视眼,应配戴凸透镜矫正
D. 乙为近视眼,应配戴凹透镜矫正
【答案】C
【解析】
【详解】AB.图甲中的光线在视网膜前会聚,表示像成在视网膜的前方,所以,表示的是近视眼,近视眼应该配戴凹透镜矫正,故AB错误;
CD.图乙中的光线在视网膜后方会聚,表示像成在视网膜的后方,所以,表示的是远视眼,远视眼应该配戴凸透镜进行矫正,故C正确,D错误。
故选C。
12.(2024·厦门市集美区三模)保护视力、科学用眼已成社会共识。下列有关近视眼的病理和矫正的说法正确的是( )
A. 看远处的物体时,成像在视网膜的后方
B. 像离视网膜越近,配戴眼镜的度数越高
C. 物体在视网膜上成倒立缩小虚像
D. 配戴合适度数的凹透镜进行矫正
【答案】D
【解析】
【详解】A.看远处的物体时,成像在视网膜的后方是远视眼,故A错误;
B.像离视网膜越近,说明近视程度越小,配戴眼镜的度数越低,故B错误;
C.物体在视网膜上成倒立缩小实像,故C错误;
D.近视眼成像在视网膜前面,配戴合适度数的具有发散作用的凹透镜进行矫正,故D正确。
故选D。
13.(2024·厦门市外国语学校校内模拟)蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时光屏上恰能看到清晰的像;若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动15cm时,仍要在光屏得到清晰的像,光屏向左移动的距离应( )
A. 小于10cm B. 等于10cm
C. 介于10cm到15cm之间 D. 大于15cm
【答案】A
【解析】
【详解】由图得
则
将蜡烛向左移动15cm时,物距大于2f,像距在f~2f之间,即像在60~70cm之间,则光屏向左移动的距离应小于10cm,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14.(2024·泉州一中中考模拟)如图所示为小明送给爷爷一款带有透镜的指甲刀,方便爷爷剪指甲。关于此款指甲刀的说法正确的是( )
A. 剪指甲时,所成的像是实像
B. 剪指甲时,指甲到透镜的距离小于一倍焦距
C. 剪指甲时,通过透镜可看到指甲倒立的像
D. 剪指甲时,指甲到透镜的距离在一倍焦距到两倍焦距之间
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,该透镜为放大镜,放大镜是利用凸透镜在u<f时,通过凸透镜能看到一个正立的、放大的虚像。因此,剪指甲时,指甲到透镜的距离小于一倍焦距,通过透镜可看到指甲正立、放大的虚像,故B正确,ACD错误。
故选B。
15. (2024·福建名校联盟二模)在探究凸透镜成像规律的实验中,当光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 光屏上的像是倒立、放大的实像
B. 随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像也会向下移动
C. 透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像
D. 蜡烛和光屏不动,移动凸透镜到适当位置,光屏上可得到清晰放大的像
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,此时,物体在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏上的像是倒立、缩小的实像,故A错误;
B.凸透镜成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,故B错误;
C.凸透镜成实像时的动态变化规律是:物近像远像变大;透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向右移动才能得到清晰的像,故C错误;
D.蜡烛和光屏不动,移动凸透镜到适当位置,将物距和像距互换,此时,可以成倒立、放大的实像,故D正确。
故选D。
16.(2024·福建名校联盟二模)如图所示,小华拿出手机对着关闭的屏幕,看到了自己的______(选填:“虚”或“实”)像。开启手机利用相机功能进行拍照时,通过镜头成________(选填“正立”或“倒立”)缩小的实像。由于不合理使用手机,小华患上了近视眼,图______(选填:“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图。
【答案】 ①. 虚 ②. 倒立 ③. 乙
【解析】
【详解】[1]屏幕关闭时,手机屏幕相当于平面镜,根据平面镜成像规律,他看到了自己的虚像。
[2]手机前置摄像头,摄像头是凸透镜。物距大于凸透镜的2倍焦距时成倒立、缩小的实像,应用于照相机。则通过镜头成倒立缩小的实像。
[3]近视眼的原因是是晶状体太厚,折光能力太强,像呈在视网膜的前方,故图乙是近视眼的光路示意图。
17.(2024·厦门市同安区中考模拟)如图所示,凸透镜倾斜放置,请画出两条入射光线的折射光线。
【答案】
【解析】
【22题详解】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,经过光心的光线经凸透镜折射后方向不变,如图所示:
18.(2024·莆田市一模)如图,画出入射光线经过凹透镜后的折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】经过凹透镜光心的光线,经凹透镜后传播方向不变;对准凹透镜另一侧焦点的光线,经凹透镜折射后,折射光线平行于凹透镜主光轴,故作图如下:
19.(2024·福州外国语学校适应性练习)如图所示,Sʹ是光源S在平面镜中的像。光线是光源S发出的光线经平面镜反射后,平行于凸透镜主光轴射向凸透镜的光线。请画出:
(1)光源S的位置;
(2)反射光线a对应的入射光线;
(3)光线a经凸透镜折射后的折射光线。
【答案】
【解析】(1)根据平面镜成像特点,首先做像Sʹ关于镜面的对称点S,即为光源S的位置,标出虚线和直角;
(2)反射光线a与镜面的交点为入射点,连接光源S和入射点,标出箭头,即为反射光线a对应的入射光线;
(3)光线a是平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜折射后的折射光线过焦点。
20.(2024·福州立志中学一模)物理兴趣小组的同学们做了“探究凸透镜成像规律”的实验,如图所示,请回答以下问题:
(1)为了确定凸透镜的焦距,小明同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,焦距为__________;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示的位置放置时,光屏上得到清晰的像,则:
①生活中__________(选填“照相机”或“投影仪”)就是应用了这个成像规律;
②若保持蜡烛和光屏的位置不动,只需将凸透镜移动到__________的刻度处,又可在光屏上成清䀿的像,此时成像的特点是___________;
(3)保持三个元件位置不动,仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个__________(选填“凸”或“凹”)透镜。
【答案】 ①. 10.0 ②. 投影仪 ③. 35 ④. 倒立缩小的实像 ⑤. 凹
【解析】
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,刻度尺的分度值为1cm,所以凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)①[2]由乙图可知,物距小于像距,物体位于一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这个原理制成的。
②[3][4]由于光路是可逆的,保持蜡烛和光屏的位置不动,移动凸透镜,让物距和像距刚好交换,则此时的物距为30.0cm,像距为15.0cm,即将凸透镜向右移动到35cm刻度线处。物距大于像距,光屏上能承接到倒立、缩小的实像。
(3)[5]保持三个元件位置不动,仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜,由于焦距变小,折光能力变强,像会成在光屏的前方,所以需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个可以使光线发散的凹透镜。
21.(2024·福州屏东中学适应性练习)学习小组探究凸透镜成像的规律时,进行了如下操作:
(1)向水透镜内注入适量的水,调节蜡烛、光屏的位置,如图所示,发现光屏上得到一个清晰倒立的、________的实像,此时物距为________cm;
(2)实验过程中蜡烛由于燃烧而变短,为了使烛焰的像再次成在光屏的中心,可以向下移动________(选填“光屏”或“凸透镜”),将透镜的上半部分用手挡住,则光屏上的像会________;
(3)实验过程中,保持蜡烛位置不动,向水透镜内继续注水,将光屏向________(选填“靠近”或“远离”)水透镜的方向移动,又可以得到蜡烛清晰的像,这一过程模拟________(选填“近视眼”或“远视眼”)的形成。
【答案】 ①. 缩小 ②. 30.0 ③. 凸透镜 ④. 变暗 ⑤. 靠近 ⑥. 近视眼
【解析】
【详解】(1)[1][2]据图可知,此时的物距大于像距,所以成倒立、缩小的实像;此时物距为
(2)[3]蜡烛燃烧变短,根据过凸透镜光心的光线传播方向不变可知,像成在了光屏的上方,为了使像仍成在光屏中央,可以将凸透镜向下移动或将光屏向上移动。
[4]若将凸透镜的部分遮住后,由于其他地方仍能折射光线成像,所以凸透镜仍能成完整的像,但像比原来变暗。
(3)[5][6]保持蜡烛位置不动,向水透镜内继续注水,则水透镜的焦距变短,成的像像距变小,光屏需向靠近水透镜的方向移动,才可以得到清晰的像;近视眼的焦距较小,折光能力变强,像成在视网膜前方,符合该情况,故这一过程模拟了近视眼的形成。
22.(2024·龙岩市九年级适应性练习)小龙用图丙装置来探究凸透镜成像的规律。
(1)现有A、B两透镜,把它们分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲所示光斑,应该选择___________(选填“A”或“B”)透镜来进行实验;
(2)实验前,应调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在___________;
(3)如图乙所示,让一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现最小、最亮的光斑,由此可知该凸透镜的焦距为___________cm;
(4)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图丙所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成像的特点与___________(选填“照相机”、“放大或“投影仪”)相同。若保持凸透镜位置不变,将图丙中蜡烛和光屏的位置互换,根据___________可知,光屏上可以再次成清晰的像;
(5)在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片可用于矫正___________(选填“近视眼”或“远视眼”);
(6)若将本实验的透镜换成更“凸”的透镜,且蜡烛、透镜、光屏的位置不变,则所成清晰的像将出现在丙图的光屏___________(选填“左”或“右”)侧。
【答案】 ①. B ②. 同一高度 ③. 10.0 ④. 照相机 ⑤. 光路的可逆性原理 ⑥. 近视眼 ⑦. 左
【解析】
【详解】(1)[1]从图甲可以看到,A透镜所成的光斑中间比较暗,而B透镜的光斑比较亮,可知A透镜对光线有发散作用,是凹透镜,B透镜对光线有会聚作用,是凸透镜,应该选择B透镜来进行实验。
(2)[2]实验前,为了使清晰的像成在光屏的中心,应调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度。
(3)[3]如图乙所示,让一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现最小、最亮的光斑,由此可知该凸透镜的焦距为
(4)[4]当蜡烛、凸透镜和光屏处于图丙所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,从图丙可以看到,物距大于像距,根据凸透镜的成像规律可知,成倒立、缩小的实像,而照相机成像特点与之相同。
[5]若保持凸透镜位置不变,将图丙中蜡烛和光屏的位置互换,光屏上可以再次成清晰的像,这是由于光路的可逆性。
(5)[6]在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离后,像距变大,光屏上再次呈现清晰的像,说明则该眼镜对光有发散作用,该眼镜的镜片可用于矫正近视眼。
(6)[7]若将本实验的透镜换成更“凸”的透镜,则该凸透镜折光能力变强,焦距变小,更加提前成清晰的像,由于蜡烛、透镜、光屏的位置不变,所成清晰的像将出现在丙图的光屏左侧。
23.(2024·厦门市同安区中考模拟)一份调查报告显示,我国儿童青少年总体近视率为52.7%。为了探究“近视眼的形成原因和矫正方法”,小明选择了如下器材:蜡烛(模拟所视物)、水透镜(模拟人眼晶状体,并与注射器相连)、光屏(模拟人眼视网膜)、光具座等。
(1)将蜡烛、水透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整烛焰、水透镜及光屏的中心,使其大致在 _________上,为实验探究做好准备。
(2)如图甲所示,将点燃的蜡烛置于水透镜前某一位置时,在光屏上得到了烛焰清晰的像,此时的物距为_________cm,像的性质为倒立、_______的实像。
(3)向水透镜内继续注水,使透镜更凸后,发现光屏上已无烛焰清晰的像。如图乙所示,小明在水透镜前放置一个_____透镜,发现光屏上再次得到烛焰清晰的像。若撤去放置的透镜,应将光屏 _______(选填“靠近”或“远离”)水透镜,才能得到清晰的像。
【答案】 ①. 同一高度 ②. 50.0 ③. 缩小 ④. 凹 ⑤. 靠近
【解析】
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、水透镜及光屏的中心,使其大致在同一高度上。
(2)[2]由图甲可知,物距为
u=70.0cm﹣20.0cm=50.0cm
[3]因为u>v,根据凸透镜成像规律可知,物体在二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像。
(3)[4]向水凸透镜内注入水时,透镜更凸,会聚作用更强,将像成在光屏的前面,应使光线推迟会聚,因为凹透镜对光有发散作用,所以应在水凸透镜前放置一块凹透镜。
[5]若撤去放置的透镜,像成在光屏的前面,所以应将光屏靠近水透镜,才能得到清晰的像。
24.(2024·厦门市外国语学校中考模拟)小红同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=________cm;
(2)当元件摆放位置如图乙所示,在光屏上呈现清晰的蜡烛的倒立、________的实像;________成像原理与此相似(填一光学仪器)。保持蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向________(选填“左”或“右”)移动适当距离,光屏上可再次成清晰的像;
(3)小红发现使用单反照相机常要配有几个焦距不同的镜头,有“长焦镜头”、“短焦镜头”。她选择了焦距分别为14cm、16cm的两个透镜,进一步探究不同焦距的凸透镜成像特点。小红把不同焦距的凸透镜成实像时测量得到的物距和像距记录在表格中。分析表格中的数据,回答以下问题:
凸透镜
焦距f=14cm
焦距f=16cm
实验序号
1
2
3
4
5
6
物距u/cm
30
40
60
30
40
60
像距v/cm
26
22
18
34
27
22
①在物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像的像距越________;在凸透镜焦距一定时,物距越________,所成实像的像距越小;(选填“大”或“小”)
②用照相机拍摄远方某处景物时,若要把景物拍得大一点,可以将标准镜头更换为________(选填“长焦”或“短焦”)镜头。
【答案】 ①. 10.0 ②. 缩小 ③. 照相机 ④. 左 ⑤. 大 ⑥. 大 ⑦. 长焦
【解析】
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)[2][3]当元件摆放位置如图乙所示,在光屏上呈现清晰的蜡烛的像,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
[4]根据光路可逆,当透镜移动到使物距等于移动前的像距,像距等于移动前的物距的位置时,光屏上可再次成清晰的像。
(3)①[5]由表格可知,物距u=30cm时,焦距f=14cm对应的像距为v=26cm,焦距f=16cm对应的像距为v=34cm,故在物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像的像距越大。
[6]由表格可知,当凸透镜焦距一定时,如f=14cm时,物距越大,像距越小。
②[7]由(3)中结论可知,用照相机拍摄远方某处景物时,长焦镜头成像时像距大,所成的像更大,所以所拍景物大一些。
25.(2024·龙岩市长汀县一模)小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方,平行地做上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应白纸被烤焦的时间t,绘出图像,如图乙,则可判断该透镜的焦距f为___________cm;
(2)调整器材高度时,应___________(选填“点燃”“不点燃”)蜡烛;
(3)小金在实验过程中不断移动烛焰位置,现察到如上图①至⑥的六种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜离高由远到近所得到的6个像进行排序,正确顺序为②①③___________;
(4)小超想利用LED发光字母来探究凸透镜成像上下左右位置关系,如HFBZ中4个字得适合做LED光源的有___________个;
(5)小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验,根据记录的实验数据得到了如下图的图像,图像为凸透镜成像的像v的倒数和物距u的倒数的对应关系,根据图像信息可知该小组所用凸透镜的焦距为___________cm。
【答案】 ①. 12 ②. 点燃 ③. ⑤⑥④ ④. 1 ⑤. 12.5
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲,当s=12cm时,白纸被烤焦的时间最短,表明此时白纸处于焦点处,故该透镜的焦距f为12cm。
(2)[2]调整器材高度时,为了能判断烛焰、凸透镜、光屏三者的中心是否在同一水平高度,应点燃蜡烛。
(3)[3]根据凸透镜成像的规律,当物距大于焦距时,成倒立的实像,物距越小,像距越大,像越大,故③过后是⑤,小于焦距后,成正立、放大的虚像,越靠近焦点,像越小,故正确顺序为②①③⑤⑥④。
(4)[4]HFBZ中4个字母中,HB均为上下对称,Z为中心对称,F没有对称关系,故探究凸透镜成像上下左右位置关系,适合做LED光源的只有F,即有1个。
(5)[5]如图所示,当物距等于像距时,成倒立等大的实像,此时像距等于物距等于2倍的焦距,则
即
该小组所用凸透镜的焦距为
26.(2024·厦门中考模拟)如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。实验前,应先调节烛焰、光屏的中心位于水透镜的主光轴上。
(1)当该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像(像未画)。则该水透镜此时的焦距为__________cm;
(2)现保持光屏和透镜的位置不变,从水透镜里抽出一些水,则需将蜡烛向__________(选填“左”或“右”)移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,则此时的像是__________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的;
(3)在第(1)次成像的基础上,保持蜡烛和光屏的位置不动,向左或向右移动凸透镜__________(选填“能”或“不能”)在光屏上再次呈现蜡烛清晰的像。
【答案】 ①. 10.0 ②. 左 ③. 缩小 ④. 能
【解析】
【详解】(1)[1]移动蜡烛、水透镜和光屏至图示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,如图所示此时像距与物距相等,像距与物距等于二倍焦距
所以
此时水透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2][3]现保持光屏和透镜的位置不变,从水透镜里抽出一些水,水透镜的焦距会变大,水透镜的会聚能力变弱,像成在光屏的后方,要在光屏上再次成清晰的像,需将蜡烛向左移动,此时物距变大,像距不变,成的像跟物体相比缩小了。
(3)[4]在第(1)次成像的基础上,保持蜡烛和光屏的位置不动,此时u=v=2f;如果向左
移动凸透镜使f<u<2f,此时v>2f,光屏上再次呈现蜡烛倒立、放大实像;如果向右移动凸透镜使u>2f,此时f<v<2f,光屏上再次呈现蜡烛倒立、缩小的实像;所以向左或向右移动凸透镜能在光屏上再次呈现蜡烛清晰的像。
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